高速运动神经元在脑干中找到
认为在休闲散步在一个阳光明媚的周日下午全速或跑步去赶公车上班周一上午两个极端。这两种运动形式需要一个完美的胳膊和腿之间的相互作用,然而这种情况发生的速度是截然不同。西尔维亚乔木的小组现在显示脑干中的一个特定神经细胞类型是至关重要的实现高速运动。
任何形式的身体活动包括运动控制在几个层次的神经系统。最终的命令驻留在网络运动脊髓。神经细胞,称为运动神经元传递电机信号肌肉纤维以合同。但脊髓本身并不能让你移动。这明显可以看到完整的脊髓损伤患者在身体部分瘫痪的支配运动神经元下面的伤害。
脑干控制运动中发挥了重要的作用
脊髓电路接收来自大脑的关键指令何时以及如何执行一个动作。最近的工作是越来越明显,脑干神经元在行动控制发挥着根本性的作用。简单来说,大脑的神经元在这个最尾地区港口命令来控制运动和决定如何运动应该被执行。但它为何如此难以揭示这些原则?
识别脑干神经元的特定功能的关键是在一个非常小心解开纠结的细胞类型。这就是西尔维亚乔木和她的研究小组发表在今天提供重要的新见解自然。
科学家在小鼠脑干,实际上,不同的神经元明确身份的混合物。脑干神经元被他们释放的神经递质可分离的。他们还在脑干的位置不同,由连接在脊髓神经元,通过输入他们收到其他大脑区域。最有趣的是,在盐和胡椒混合模式,所谓positively-tuning兴奋性神经元相邻负调优,抑制性神经元在研究脑干区域。引人注目的是,如果这些神经元进行了研究在一起,没有明确的模式对引起电动机项目出现了。
与不同的运动神经元功能兼而有之
保罗卡佩里,博士生在乔木的小组和这项研究的第一作者,记得最激动人心的突破的项目时,他开始研究发现神经细胞类型分别:“当我们激活神经元释放兴奋性神经递质谷氨酸在脑干的一个小区域称为外侧paragigantocellular核(LPGi),但在其他周边地区,我们可靠地诱导全身运动短延迟。”Conversely, if the neurobiologists activated the intermingled inhibitory neurons, they observed a rapid slowing down. As Capelli points out "it was absolutely fascinating to see how one population of neurons in the brainstem can elicit a full motor program that recruits both fore- and hindlimbs and all the muscles involved in a manner indistinguishable from natural locomotion." Further experiments demonstrated that the identified excitatory neurons, the stimulation of which elicits locomotion, are also needed during natural运动在高速度。如果没有这些神经元在高速、高效运行不再是可能的。
这些发现提供了重要一步更好的理解在脑干的神经基础的控制运动。西尔维亚乔木的评论:“我们现在知道在不同的运动功能脑干历史上蒙面的混合神经亚种群的多样性。只有一次你将他们划分为这些亚种群,可以揭示其功能。”In the long run, these findings may also provide an entry point to intervene in diseases in which movement is impaired due to defects in higher motor centers such as in Parkinson's disease.
